🪢 Resultierende Kraft: Tauziehen

Hallo! Pandi und Pengu spielen Tauziehen. In welche Richtung bewegt sich das Seil? Das finden wir heraus, indem wir Kräfte addieren und subtrahieren.

Eine Kraft zeichnen wir als Pfeil. Die Pfeilrichtung ist die Richtung der Kraft. Die Länge des Pfeils zeigt, wie groß die Kraft ist: Der Pfeil für 40 N ist doppelt so lang wie der für 20 N. Die Einheit der Kraft ist das Newton (N).

Mina schiebt die Kiste mit 30 N. Can zieht am Seil mit 20 N. Beide nach rechts. Legen wir die Pfeile Spitze an Ende: Die Kräfte werden addiert. Die gesamte Kraft auf die Kiste heißt resultierende Kraft: 30 + 20 = 50 N, nach rechts.

Jetzt Tauziehen! Im blauen Team sind zwei Spieler: 30 N und 20 N, zusammen 50 N nach links. Das orange Team zieht mit 30 N nach rechts. In Gegenrichtung zieht man die kleinere von der größeren Kraft ab: 50 − 30 = 20 N. Die resultierende Kraft zeigt nach links, die Fahne wandert nach links.

Diesmal ziehen beide Teams mit 40 N. Die Kräfte sind gleich groß und zeigen in Gegenrichtung: 40 − 40 = 0 N. Die resultierende Kraft ist null, die Fahne bleibt stehen. Solche Kräfte nennt man ausgeglichene Kräfte, es herrscht Kräftegleichgewicht.

Ausgeglichene Kräfte ändern die Bewegung nicht. Eine ruhende Kiste bleibt in Ruhe, auch wenn sie von beiden Seiten mit 5 N geschoben wird. Ein fahrendes Auto, auf das vorwärts 10 N und rückwärts 10 N wirken, fährt gleich schnell in dieselbe Richtung weiter.

Das Auto fährt jede Sekunde 2 Meter: in 1 Sekunde 2 m, in 2 Sekunden 4 m, in 3 Sekunden 6 m. Legt es in gleichen Zeiten gleiche Wege zurück, hat es eine gleichbleibende Geschwindigkeit.

Um die Geschwindigkeit (v) zu finden, teilen wir den zurückgelegten Weg durch die vergangene Zeit: Geschwindigkeit = Weg : Zeit. Das Auto ist in 3 Sekunden 6 Meter gefahren: 6 : 3 = 2 m/s. Die Geschwindigkeit sagt, wie viele Meter man in jeder Sekunde fährt.

Gewinnt immer das Team mit mehr Spielern? Nein! Im blauen Team sind 3 Spieler mit je 10 N: zusammen 30 N. Im orangen Team sind 2 Spieler mit je 20 N: zusammen 40 N. Die Resultierende ist 40 − 30 = 10 N, nach rechts. Wichtig ist nicht die Zahl der Spieler, sondern die Gesamtkraft.

Zusammengefasst: Kräfte in gleicher Richtung werden addiert, Kräfte in Gegenrichtung subtrahiert. Bei gleich großen, entgegengesetzten Kräften ist die Resultierende 0 N, die Kräfte sind ausgeglichen und die Bewegung ändert sich nicht. Die Geschwindigkeit ist der Weg geteilt durch die Zeit. Probier es jetzt im Himmelslabor aus!